0 引 言

公路隧道具有特殊的交通環(huán)境，一旦發(fā)生火災，火勢將快速蔓延，威脅被困人員的生命與財產(chǎn)安全，因此公路隧道的安全問題一直備受關注 [1]。火災發(fā)生初期若能夠有效感知，那么將有利于迅速采取措施遏制火災的蔓延，火災探測器便可滿足這一要求 [2]。不同類型的火災探測器在具體應用中的性能有所差異，為了對火災探測器在公路隧道火災探測時的性能特點進行綜合性對比分析，本文對公路隧道實體火災探測試驗進行了研究。探測試驗地點為國內(nèi)某單洞三車道沉管隧道模型，該試驗隧道長 150 m，寬 15.95 m（凈寬14.55 m），高 7.8 m（凈高 7.1 m），為鋼筋混凝土結構。試驗選用實體車輛，主要分析智能圖像型火災探測器、雙波段火焰探測器以及分布式光纖型感溫火災探測器的火災探測性能。

1 陰燃煙霧類試驗

陰燃煙霧類試驗的目的是測試 3類火災探測器應對隧道內(nèi)貨物陰燃以及被遮擋時火災煙霧的探測性能 [3]。在試驗中， 煙霧源大致在火災探測器上游 5～10m以及下游 50m以外，以白色煙霧彈的方式模擬煙霧的產(chǎn)生，其中發(fā)煙時間為 4min，發(fā)煙量為 70.1m3，發(fā)煙效果如圖 1所示。3類火災探測器對煙霧的響應時間測試結果見表 1 所列。

在表 1 中，“-” 表示無響應， 因此可以看出， 分布式光纖型感溫火災探測器與火焰探測器均無法探測煙霧的產(chǎn)生，即對煙霧無響應。智能圖像型火災探測器的響應時間在17 ～ 112 s 之間，具體與隧道內(nèi)的氣流等物理環(huán)境有關。

2 油盤火 / 木垛火試驗

油盤火 / 木垛火的試驗采用 0.5 m×0.5 m，0.7 m×0.7 m，1.0 m×1.0 m 的標準油盤，燃料為柴油 / 汽油混合液，以及0.5 m×0.5 m×0.225 m 的木垛，對火源位置進行不同距離的測試 [4]。測試結果見表 2 和表 3 所列。表 2 為油盤火試驗的響應結果，表 3 為木垛火試驗的響應結果。

由表 2 和表 3 可以看出，圖像型火災探測器針對不同規(guī)模、不同火災位置、不同風速條件下的油盤火均有響應，對于木垛火，在 95 m 遠距離條件下和 70 m 位置 0 風速條件下未報警 ；雙波段火焰探測器針對 45 m 或以上距離的火災響應較差，尤其是木垛火 ；光纖感溫探測器對于小于 0.5 MW的火災在各種條件下均不產(chǎn)生有效報警，而火災規(guī)模達到1.4 MW 以上時能夠較好地報警。

3 隧道污染與光干擾

本文試驗研究中針對探測器進行了強污染條件下的測試，50% 污染度，選用 50% 減光片和 50% 透過率的金屬網(wǎng) [5]。試驗中采用的油盤面積為 632 cm×632 cm，燃料為汽油，油量為 3 000 mL，測試時，將油盤用支架墊高 0.9 m。50% 透過率的金屬網(wǎng)的灰塵模擬試驗未發(fā)現(xiàn)對圖像探測器和火焰探測器產(chǎn)生明顯影響，而 50% 減光片則較明顯地影響了火焰探測器的響應情況，見表 4 所列。

同時，本文試驗研究共采用了電弧焊、車輛大燈（遠近光燈交替、遠光燈 + 雙閃）多種光干擾源進行光干擾測試，其中干擾源的距離小于 25 m。試驗結果表明，火焰探測器、光纖感溫探測器未受到光干擾的影響，而圖像型探測器在雙閃 + 剎車、雙閃 + 近光燈以及尾燈閃爍的干擾下會產(chǎn)生誤報。

4 結 語

本文對光纖感溫火災探測系統(tǒng)、雙波段火焰探測器、圖像型探測器進行了公路隧道內(nèi)實體火災試驗研究，研究結果如下 ：

（1）智能圖像型火災探測器可快速響應各類火災，雖然存在少量誤報情況，但可以有效應對各類干擾、污染等問題。另外，圖像火災探測器具備可視化報警界面，為及時把握和控制隧道內(nèi)的火災狀態(tài)提供了重要信息。

（2）雙波段火災探測器的規(guī)范要求監(jiān)測距離為 50 m，但實體火災探測試驗則表明該類探測器的探測距離在 45 m 以 內(nèi)。此外，該類型探測器易受環(huán)境污染的影響，在減光率達到 30% 的情況下，該類型探測器無法給出可靠的探測結果。

（3）光纖光柵感溫探測器不能有效探測小規(guī)?；馂模灸鼙Ｕ蠈?1.4 MW 以上的大荷載火災進行響應，并且隧道內(nèi)的風速對探測影響較大。如何保證該類型探測器在隧道環(huán)境下的長期使用也是值得考慮的現(xiàn)實問題。